隆昌七中高级化工流程专题复习.docx

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隆昌七中高级化工流程专题复习

隆昌七中高2011级化工流程专题复习

【考察目的】：

化工流程图题是以元素化合物、反应原理、实验基础为载体，考查基础知识和阅读信息、运用信息的能力，所以做好这类题的前提是基础扎实，并在考试中做到认真阅读题目，明确：

1、工业目的；

2、理解主要信息并善于运用。

一、原料预处理

1、原料成分：

矿石、工业废渣、工业废水

2、预处理方法：

（1）灼烧、煅烧或焙烧——高温：

a.可使原料发生结构或组成上的改变（Al2O3）

b.可使原料中的某些杂质转化为气体除去：

有机杂质（海带提碘前期处理）、使稳定性较差的物质分解至恒重等等

c.高温下与O2等空气中的组分或外加的物质反应

（一般涉及氧化还原反应）

（2）将原料中的某些组分转化为溶液中离子的常见方法及表述：

a、浸出或“洗”：

固体加入水或某种溶液溶解得到离子。

b、水浸、水洗：

可溶于水的物质转化为离子。

c、酸浸（加酸浸出）、酸洗：

能溶于酸的物质（活泼金属、碱性氧化物和氧化铝、氢氧化物等等）

d、碱浸、碱洗：

除去油污（油脂）、能溶于碱的物质（酸性氧化物和铝及其化合物）。

（08广州二模）从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：

某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）。

二、核心反应

1、反应条件的控制（主要包括“温度控制”和“pH控制”）

（1）控制溶液的酸碱性使某些金属离子形成氢氧化物或硫化物沉淀：

明确将pH往什么方向调，选择调节pH值的试剂

（2）蒸发、结晶等情况下氛围的控制：

还原性物质的氧化（Fe2+、SO32-等）、易水解物质的水解等。

2、推测主化学反应

先从化合价判断是否属于氧化还原反应，如果不是，一般考虑复分解反应或水解反应。

（氧化还原反应、复分解反应、水解反应等）

（1）SiCl4水解反应的方程式为

三、产品的分离提纯

1、运用溶解度差异选择合适的结晶方法进行分离提纯

2、通过结晶条件（温度、结晶速度等）控制改变物质的物理性质，得到特殊性能——非化学反应！

四、副产物和排放物的处理

1、在流程图中循环使用（循环带来的问题？

）

2、在其他生产生活中应用（常识积累）

3、环保处理（有毒气体、重金属、酸、碱）

五、关注工业生产与实验室实验的区别

1、原料应来源广且廉价（海水提镁所用沉淀剂是什么？

）

2、生产过程尽量降低能耗（耗能的条件：

煅烧等高温条件、电解）

3、大批量反应，所以有些在小实验中能实验的操作在工业中是不可行的；某些杂质在大批量生产中则变成不可忽视的存在。

【过关练习】

1、工业上用铝土矿（含氧化铝、氧化铁）制取铝的过程如下：

请回答下列问题：

（1）沉淀C的化学式为________，该物质除了用于金属冶炼以外，还可用作________。

（2）电解熔融的氧化铝时，加入冰晶石的作用是________________。

（3）操作I、操作II、操作III都是________________（填操作名称），实验室要洗涤Al（OH）3沉淀应该在________________装置中进行。

（4）生产过程中，除NaOH、H2O可以循环使用外，还可以循环使用的物质有________（填化学式）。

用此法制取铝的副产品是________（填化学式）。

（5）写出Na2CO3溶液与CaO反应离子方程式：

_________________________________。

（6）若铝土矿中还含有二氧化硅，此生产过程中得到的氧化铝将混有杂质：

________（填化学式）。

2、氯碱厂电解饱和食盐水溶液制取NaOH的工艺流程示意图如下：

依据上图，完成下列填空：

（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上发生反应的化学方程式为___________，与电源负极相连的电极附近，溶液的pH_________。

（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为____________。

（3）如果粗盐中SO

含量较高，必须添加钡试剂除去SO

，该钡试剂可以是__________。

A．Ba（OH）2B．Ba（NO3）2C．BaCl2

（4）为了有效地除去Ca2+、Mg2+、SO

，加入试剂的合理顺序为________________，

A．先加入NaOH，后加入Na2CO3，再加入钡试剂

B．先加入NaOH，后加入钡试剂，再加入Na2CO3

C．先加入钡试剂，后加入NaOH，再加入Na2CO3

（5）脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_________________、冷却、_______________（填写操作名称）除去NaCl。

（6）用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2和NaOH反应；采用无隔膜电解冷的食盐水，Cl2和NaOH充分接触，产物仅是NaClO和H2，相应的化学方程式为______________。

3、利用天然气合成氨的工艺流程示意图如下：

依据上述流程，完成下列填空：

（1）天然气脱硫时的化学方程式是________________________

（2）nmolCH4经一次转化后产生CO0.9nmol，产生H2___________________________mol

（3）K2CO3（aq）和CO2反应在加压下进行，加压的理论依据是__________________

A．相似相溶原理B．勒夏特列原理C．酸碱中和原理

（4）由KHCO3分解得到的CO2可以用于___________________________（写出一种用途）。

1整个流程有三处循环，一是Fe（OH）3循环，二是K2CO3（aq）循环，请在上述流程图中标出第三处循环（循环方向、循环物质）。

4、蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。

由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下

氢氧化物

Fe（OH）3

Al（OH）3

Mg（OH）2

开始沉淀pH

1.5

3.3

9.4

（1）蛇纹石矿加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是________

（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH＝7－8（有关氢氧化物沉淀的pH见右表）Ca（OH）2不能过量，若Ca（OH）2过量可能会导致_________沉淀溶解。

（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀物A中加入（填入物质的化学式），然后__________________________________（依次填写实验操作名称）。

（4）物质循环使用，能节约资源。

上述实验中，可以循环使用的物质是___________（填写物质化学式）。

（5）现设计一个实验，确定产品aMgCO3·bMg（OH）2·cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤（可用试剂：

浓硫酸、碱石灰）：

①样品称量②高温分解③____________________________________

④____________________________________⑤MgO称量

（6）18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中：

a=_________b=_________C=_________

5、最近，我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。

具体生产流程如下：

回答下列问题：

（1）操作a的名称是________，实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有___________________；在实验室中操作b的名称是________________________。

（2）装置a中生成两种酸式盐，它们的化学式分别是____________________________。

（3）依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是__________（结晶水部分不写）。

（4）热交换器是实现冷热交换的装置。

化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，气、液热交换时通常使用的仪器是_____________。

（5）制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。

能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是。

（选填字母）

A.NaOH溶液、酚酞试液B.KMnO4溶液、稀H2SO4

C.碘水、淀粉溶液D.氨水、酚酞试液

6、空气吹出法工艺，是目前“海水提溴”的最主要方法之一。

其工艺流程如下：

1溴在周期表中位于_________周期，_________族。

2步骤

中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率，为什么？

。

3步骤

的离子方程式：

_____________________________为何要控制在80—900C。

温度过高或过低都不利于生产，请解释原因:

_________________________

4步骤

中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差很大的特点进行分离。

分离仪器的名称是_____________，分离时液溴从分离器的_____（填“上口”或“下口”）排出。

⑸为什么不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”：

7、亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。

以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：

①NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。

②纯ClO2易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。

③160g/LNaOH溶液是指160gNaOH固体溶于水所得溶液的体积为1L。

（1）160g/LNaOH溶液的物质的量浓度为　　　　　。

若要计算该溶液的质量分数还需要的一个条件是　　　　　　　　　　　　（用文字说明）。

（2）发生器中鼓入空气的作用可能是　　　（选填序号）。

a．将SO2氧化成SO3，增强酸性；b．稀释ClO2以防止爆炸；

c．将NaClO3氧化成ClO2

（3）吸收塔内的反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

吸收塔的温度不能超过20℃，其目的是　　

（4）在碱性溶液中NaClO2比较稳定，所以吸收塔中应维持NaOH稍过量，判断NaOH是否过量的简单实验方法是

（5）吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。

除H2O2外，还可以选择的还原剂是　　　（选填序号）。

a．Na2O2b．Na2Sc．FeCl2

（6）从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是　　　　　（选填序号）。

a．蒸馏b．蒸发c．灼烧d．过滤e．冷却结晶

要得到更纯的NaClO2•3H2O晶体必须进行的操作是　　　　　　　（填操作名称）。

8、一工厂用软锰矿（含MnO2约70%及Al2O3）和闪锌矿（含ZnS约80%及FeS）共同生产MnO2和Zn（干电池原料）：

已知①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2（SO4）3、Al2（SO4）3的混合液。

②IV中的电解反应式为MnSO4＋ZnSO4＋2H2O

MnO2＋Zn＋2H2SO4。

（1）A中属于还原产物的是___________。

（2）MnCO3、Zn2（OH）2CO3的作用是____________________；II需要加热的原因是___________；C的化学式是____________。

（3）该生产中除得到MnO2和Zn以外，还可得到的副产品是_________________。

（4）如果不考虑生产中的损耗，除矿石外，需购买的化工原料是_________________。

（5）要从Na2SO4溶液中得到芒硝（Na2SO4·10H2O），需进行的操作有蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥等。

（6）从生产MnO2和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿的质量比大约是__________。

9、化学兴趣小组用废铁屑制印刷板的腐蚀剂，并回收铜。

活动过程如下：

请回答下列问题：

（1）加入Na2CO3溶液作用：

______________________________。

（2）写出D→铜的离子方程式：

______________________________________。

（3）加入Na2CO3溶液，经过操作甲得到固体A需要的玻璃仪器：

____________________。

（4）采用排液法收集Cl2，该液体是________________。

（5）某同学对黄绿色溶液B和绿色溶液D进行定性实验，完成下表：

编号

实验内容

实验操作

预期现象和结论

①

检验黄绿色溶液B中是否含有Fe2+

②

检验绿色溶液D中是否含有Fe3+

10、碘酸钾是一种白色结晶粉末，无臭无味，酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用，被还原为单质碘，在碱性介质中，碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。

碘酸钾在常温下稳定，加热至560℃开始分解。

工业生产碘酸钾的流程如下，在反应器中发生反应的化学方程式为：

I2+KClO3+H2O--KH（IO3）2+KCl+Cl2↑（未配平）

（1）已知步骤①反应器发生的反应中，两种还原产物所得电子数相同，请配平该反应的化学方程式：

_____________________________________；

（2）步骤②中，用稀酸酸化的作用是____________________________________________；在稀硝酸和稀盐酸中不能选用的酸是：

_________，其原因是____________________

______________________________________________________；

（3）步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气，排出氯气的原因为______

______________________________________________________；

（4）参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是______。

温度/℃

0

10

20

40

60

80

KIO3g/100g水

4.60

6.27

8.08

12.6

18.3

24.8

11、工业上目前使用两种方法制取乙醛：

（1）乙炔水化法；

（2）乙烯氧化法。

下列两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率、产量等有关的信息情况：

表一：

原料、反应条件、平衡转化率、日产量

乙炔水化法

乙烯氧化法

原料

乙炔、水

乙烯、空气

反应条件

HgSO4、100~125℃

PdCl2-CuCl2、100~125℃

平衡转化率

乙炔平衡转化率90%左右

乙烯平衡转化率80%左右

日产量

2.5吨（某设备条件下）

3.6吨（相同设备条件下）

      表二：

原料来源生产工艺

原料生产工艺过程

乙炔

乙烯

来源于石油裂解气

根据上述两表，回答下列问题：

（1）乙烯氧化法制乙醛的化学方程式：

________________________。

（2）在相同条件下，两种制取乙醛的方法哪种快？

_______________________________。

现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法，请说出理由____________________（只需讲出二条）。

（3）若乙烯由石油裂化（裂化气混合气体的平均化学式C8H17），进一步完全催化裂解而来，得到体积百分含量分别为：

甲烷：

5%、乙烯：

40%、丙烯：

10%、其余为丁二烯和氢气（气体体积均在同温同压下测定）。

若得到40mol乙烯，求：

能够得到丁二烯和氢气的物质的量各为多少？

________________________。

12、现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。

某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（Si02），现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。

其中铜的萃取（铜从水层进人有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进人水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。

已知：

①Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O；②当矿石中三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。

回答下列问题：

（1）矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的离子方程式为：

Cu2O+2H+＝Cu2++Cu+H2O

、（写其中2个）

（2）“循环I”经多次循环后的水层1不能继续循环使用，但可分离出一种重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是。

若水层1暴露在空气中一段时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层l暴露在空气中发生反应的离子方程式

（3）“循环n”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如N一510、N一530等。

某肟类化合物A的分子结构中仅含n1个—CH3、n2个一OH和n3个

三种基团，无环状结构，三种基团的数目关系为n3=。

若A的相对分子质量为116，上述基团连接时碳原子跟碳原子相连，则A的结构简式是

（4）写出电解过程中阳极（惰性电极）发生反应的电极反应式

（5）“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是

隆昌七中高2011级化工流程专题复习（参考答案）

1、

（1）Fe2O3，颜料；

（2）降低氧化铝的熔点；（3）过滤，过滤；（4）CaO和CO2，Fe2O3和O2；（5）CO32－＋CaO＋H2O＝CaCO3＋2OH－；（6）SiO2

2、

（1）2Cl－－2e－＝Cl2↑升高

（2）Ca2++CO

＝CaCO3↓Mg2++2OH－＝Mg（OH）2↓

（3）AC（4）BC（5）蒸发过滤（6）NaCl+H2O

NaClO+H2↑

3、

（1）3H2S+2Fe（OH）3＝Fe2S3+6H2O

（2）2.7n（3）B（4）生产纯碱（或作制冷剂等，其他合理答案也可以）

4、

（1）Fe3+、Al3+；

（2）Al（OH）3，Mg（OH）2；

（3）NaOH，过滤、洗涤、灼烧；（4）CO2；

（5）③测出CO2的质量；④测出水蒸气的质量；（6）3、1、3。

5、

（1）过滤（1分），铁架台（含铁圈）、滤纸（2分），

蒸发浓缩、冷却结晶（2分）；

（2）NH4H2PO4（NH4）2HPO4

（3）CaSO4（2分）（4）冷凝管（1分）（5）BC（2分）

6、（4）温度过高，大量水蒸气随水排除出，溴气中水增加；

温度过低，溴不能完全蒸出，吸收率低。

（5）分液漏斗下口

（6）氯化后的海水虽然含有溴单质，但浓度低，如果直接蒸馏原料，产品成本高。

“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的浓缩过程。

7、

（1）4mol·L－1；溶液的密度；

（2）2NaClO3＋SO2＋H2SO4＝2ClO2＋2NaHSO4或2NaClO3＋SO2＝2ClO2＋Na2SO4b；

（3）A；（4）定吸收塔内溶液的pH；（5）BED或ED；（6）重结晶

8、

（1）MnSO4；

（2）增大溶液的pH，使Fe3＋和Al3＋生成沉淀；使形成胶体的氢氧化铝和氢氧化铁也生成沉淀；H2SO4；（3）Fe2O3、Al2O3、S；（4）纯碱、H2SO4；（5）降温结晶；（6）1.03（或1）

9、

（1）除去铁屑的油污（1分）

（2）Cu2++2Cl-

Cu+Cl2↑（2分）

（3）烧杯、玻璃棒（2分）（4）饱和食盐水（1分）（5）①实验操作：

取少量黄绿色溶液B置于小试管中，滴入1-2滴酸性高锰酸钾溶液（1分）预期现象和结论：

酸性高锰酸钾溶液褪色，则黄绿色溶液B有Fe2+（1分）②实验操作：

取少量绿色溶液D置于小试管中，滴入一滴KSCN溶液（1分）预期现象和结论：

溶液出现血红色，则绿色溶液D仍有Fe3+（1分）

10、

（1）6I2+11KClO3+3H2O=6KH（IO3）2+5KCl+3Cl2↑（2分）

（2）促进氯气从反应混合物中逸出。

（2分）稀盐酸（1分）盐酸能还原已生成的碘酸氢钾

（3）Cl2能将KIO3氧化成KIO4（2分）（4）蒸发结晶（1分）

11、

（1）2CH2=CH2+O2

2CH3CHO

（2）乙烯氧化法快。

乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，毒性大；乙炔的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能；乙烯来源于石油裂解气，且较容易获得

（3）要得到40molC2H4，则会生成5molCH4、10molC3H6。

若设生成xmol丁二烯（C4H6）和ymolH2，且需要催化裂解amol的C8H17。

则：

根据碳原子守恒：

8a=5+30+80+4x

根据氢原子守恒：

17a=20+60+160+6x+2y

根据题意：

x+y=100-55

解以上联立方程求得：

x=19.55（mol），y=25.45（mol）

12、